ان سطح الارض مقوس من كل الجوانب، فإنه يستحيل استخدام نظام الإحداثيات الرياضية المبنى على اساس تقاطع المحورين الصادي والسيني بشكل متعامد والذى يضمن تقسيم السطح المستوى الى شبكة قائمة الزوايا ، ولذلك كان من الممكن استخدام نظام إحداثيات الارض الكروية التي تتعامد ‏خطوطها مع بعضها البعض ولكنها لا تتوازى إلا في مجموعة واحدة فقط من هذه الخطوط ، أي في حالة خطوط العرض ، وفى نظام الإحداثيات هذا اعتبرت نقطتا  ‏القطبين كنقطتي اصل حيث يتقاطع محور الأرض مع السطح الكروي ، وتسمى الخطوط العرضية بالمتوازيات أو خطوط العرض Latitudes ، اما الخطوط الطولية فتسمى خطوط الطول  Longitudes ومن ثم تتحدد الاتجاهات الاساسية على سطح الارض عن طريق ترتيب خطوط الطول والعرض وترسم على معظم الخرائط ــ خاصة الصغيرة المقياس ــ  شبكة الاحداثيات وتستخدم هذه الشبكة في تحديد ‏مواقع أي نقطة على سطح الكرة الأرضية وموقعها على الخريطة، ويستعمل فى ذلك خط الطول المبدئي وداثرة الاستواء الرئيسية.

ويمكن الاستفادة من هذه الشبكة في تحديد اتجاه الخريطة لأن خطوط العرض تمتد في اتجاه شرقي غربي، وخطوط الطول في اتجاه شمالي جنوبي. وعلى الخرائط الطبوغرافية ترسم عادة ثلاثة اسهم تشير إلى الاتجاهات المختلفة وهى :

١ ‏- الشمال الحقيقي أو الجغرافي : وهو الاتجاه الذي يشير الى القطب الشمالي ويتفق هذا الاتجاه مع اتجاه اقواس الطول وهو ثابت لا يتغير.

٢ ‏- الشمال المغناطيسي : وهو الاتجاه الذي يشير اليه الابرة المغناطيسية ، وهذا الاتجاه متغير من مكان لآخر ومن فترة الى أخرى حسب التغير في حقول المغناطيس الارضية، وغالبا ما تشير الابرة الى خط طول 100 ‏غربا تقريبا اي بالقرب من جزيرة برنس اوف ويلز prince of Wales .

3 ــ الشمال الاحداثي : وهو الشمال الذى يوازي خط الطول الاوسط لنظام معين من الخرائط، وقد يكون السهم الممثل للشمال المغناطيسي الى الشرق أوالى الغرب من السهم الممثل للشمال ٠ ‏الجغرافي والفرق بين الاتجاهين يمثل الانحراف المغناطيسي .

‏وعلى مستوى الدولة او القطر فهو يعتبر وحدة جغرافية واحدة، ويحدد بإحداثيين متعامدين في الاتجاه الشمالي الجنوبي والاتجاه الشرقي الغربي، وتعتبر نقطة التقاء هذين الإحداثيين هي صفر المسافات، ويبدا الحساب بالكيلومتر أي أن هذه الطريقة ينتج عنها شبكة من المربعات المتساوية  وغالبا ما تقسم  المربعات هذه إلى مربعات أخرى ثانوية أصفر منها ، وترسم المربعات الرئيسية على الخرائط بسمك أكبر من الاخرى الثانوية، ويبدا ترقيم خطوط هذه  الشبكة من نقطة الأصل ، وتسمى الخطوط الرأسية بهذه الشبكة والتي تبدأ من الغرب إلى الشرق بالشرقيات والخطوط الأفقية المرقمة من الجنوب الى الشمال بالشماليات، وعندما يراد تحديد أي نقطة على ألخريطة بالاستعانة بهذه الشبكة يكتب رقم الشرقيات أولا ثم رقم الشماليات ثانياً .

‏وهذا عن الاتجاهات ، أما بالنسبة للمساحة فنظرا لان الأرض تختلف اختلافا طفيفا عن الشكل الكروي، فهي مفلطحة عند القطبين  بنسبة  1 / 298,25 وهذا يحقق زيادة طول القطر الاستوائي على طول القطر القطبي بحوالي ٤٢ ‏كم فان المساحة الارضية المحصورة بين درجتي عرض 5-10 ‏شمالا  و  5-10 ‏شرقا تختلف عن المساحة ‏المحصورة بين درجتي عرض  70 – 75 شمالاً و 5-10 شرقاً ، انظر الشكل رقم ( 1 ‏،2 ‏)، وهذا في الواقع ‏يرجح إلى أن  المسافة حول الأرض تتغير من دائرة خط الاستواء باتجاه القطبين إذ تصغر دوائر العرض باطراد كلما بعدنا عن خط الاستواء شمالاً وجنوباً واقترنبنا من القطبين ، وهذا يؤدي إلى نقصان المسافة بين خطوط الطول بنفس الاتجاه ، فالمسافة بين أقواس الطول متساوية عند خط الاستواء حوالي 111 كم.